Termoquímica Lista complementar de estudos ( )

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1. (Fuvest 2019) O tricloreto de nitrogênio (NC ₃), ou tricloramina, é um composto de aparência oleosa muito perigoso quando puro, pois se decompõe explosivamente formando N e ₂ C ₂. Ele era utilizado, até sua proibição na década de 1940, para o branqueamento de farinhas comerciais, no chamado Processo Agene®. Atualmente, é conhecido como um dos subprodutos tóxicos indesejáveis formados no processo de desinfecção de piscinas. Ele se forma, por exemplo, pela reação do cloro usado nas piscinas com ureia proveniente da urina de nadadores que as utilizam.

Pede-se:

a) Represente a molécula do NC ₃ utilizando fórmula de Lewis.

b) Escreva a equação balanceada para a decomposição do NC 3 em N e ₂ C ₂. Qual é o número de oxidação do nitrogênio no reagente e no produto?

c) Calcule a entalpia da reação de decomposição do NC ₃, considerando os valores de energia de ligação fornecidos. A reação é endotérmica ou exotérmica? Demonstre seus cálculos e justifique sua resposta.

Note e adote:

Elétrons na camada de valência:

N (Grupo 15)=5; C (Grupo 17)=7.

2. (Uerj 2019) Café quentinho a qualquer hora: chegou ao Brasil o café hot when you want, que, em português, significa “quente quando você quiser”. Basta apertar um botão no fundo da lata, esperar três minutos e pronto! Café quentinho por 20 minutos!

Adaptado de www1.folha.uol.com.br, 15/02/2002.

Para garantir o aquecimento, as latas desse produto possuem um compartimento com óxido de cálcio e outro com água. Ao pressionar o botão, essas duas substâncias se misturam, gerando energia e esquentando o café rapidamente.

Escreva a equação química que representa a reação entre o óxido de cálcio e a água, nomeando o produto formado.

Classifique, ainda, a reação química ocorrida quanto ao calor envolvido.

3. (Enem 2019) Glicólise é um processo que ocorre nas células, convertendo glicose em piruvato. Durante a prática de exercícios físicos que demandam grande quantidade de esforço, a glicose é completamente oxidada na presença de O . Entretanto, em alguns casos, as ₂ células musculares podem sofrer um deficit de O e a glicose ser convertida em duas ₂

moléculas de ácido lático. As equações termoquímicas para a combustão da glicose e do ácido lático são, respectivamente, mostradas a seguir:

6 12 6(s) 2(g) 2(g) 2 ( ) C

3 (s) 2(g) 2(g) 2 ( ) C

C H O 6 O 6 CO 6 H O H 2.800 kJ

CH CH(OH)COOH 3 O 3 CO 3 H O H 1.344 kJ

+ → +  = −

O processo anaeróbico é menos vantajoso energeticamente porque a) libera 112 kJ por mol de glicose.

b) libera 467 kJ por mol de glicose.

c) libera 2.688 kJ por mol de glicose.

d) absorve 1.344 kJ por mol de glicose.

e) absorve 2.800 kJ por mol de glicose.

Ligação Energia de ligação (kJ mol)

NN 940

C −C 240

N C− 200

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4. (Ueg 2019) As chalconas são uma classe de moléculas que possuem vários tipos de atividades farmacológicas. No processo de cristalização de um dos derivados de chalcona, mediu-se uma variação da energia livre de Gibbs e da entalpia a 27 C de −64 kcal mol ⁻¹ e

164 kcal mol ,⁻1

−  respectivamente.

Nesse caso, a temperatura, em Kelvin, a partir da qual a cristalização sofrerá uma transição de um processo espontâneo para não-espontâneo, será de aproximadamente

a) 492 b) 605 c) 164 d) 228 e) 300

5. (G1 - ifce 2019) O menor dos hidrocarbonetos, o metano (CH ),₄ é um gás incolor e pode causar danos ao sistema nervoso central se for inalado. Pode ser obtido da decomposição do lixo orgânico, assim como sofrer combustão como mostra a reação balanceada:

4(g) 2(g) 2(g) 2 ( )

CH +2 O →CO +2 H O ΔH= −890 kJ

A massa de metano que, em g, precisa entrar em combustão para que sejam produzidos exatamente 54 g de água é igual a

Dados: M(H)=1 g mol, M(C)=12 g mol e M(O)=16 g mol.

a) 36.

b) 24.

c) 20.

d) 44.

e) 52.

6. (Espcex (Aman) 2019) A reação de combustão completa do etanol (C H OH) produz gás _{2 5} carbônico (CO )₂ e água (H O). Dada a tabela abaixo, de calores de formação das espécies ₂ químicas, e considerando a reação de combustão completa desse álcool, são feitas as seguintes afirmativas:

Composto H (kJ mol⁰_f  ⁻¹) (25 C, 1 atm)

C H OH ( ) 2 5 −278

CO (g) 2 −394

H O ( ) 2 −286

I. O agente oxidante dessa reação é o O .₂

II. O coeficiente estequiométrico da água, após o balanceamento da equação, é 2.

III. Considerando a densidade do etanol 0,8 g mL (25 C; 1 atm), a combustão completa de 1.150 mL desse composto libera aproximadamente 27.360 kJ.

IV. A quantidade de calor liberada na combustão de 1 mol de etanol é de 278 kJ mol . ⁻¹ Dados: C=12; H=1; O=16.

Das afirmativas feitas estão corretas apenas a) II, III e IV.

b) I e II.

c) III e IV.

d) II e IV.

e) I e III.

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7. (G1 - ifpe 2019) O etileno ou eteno (C H ), gás produzido naturalmente em plantas e _{2 4} responsável pelo amadurecimento de frutos, pode ser obtido por “caminhos” diferentes, conforme explicitado no diagrama da Lei de Hess abaixo. A Lei de Hess, uma lei experimental, calcula a variação de entalpia (quantidade de calor absorvido ou liberado) considerando, apenas, os estados inicial e final de uma reação química. Analise o diagrama, calcule a entalpia ( H )  envolvida na reação 2 C_(grafite)+2 H_2(g)+3 O_2(g₎ →C H_{2 4(g)}+3 O_2(g₎ e assinale a alternativa que apresenta o valor CORRETO para o  H da reação.

a) 1.627 kJ− b) 51 kJ− c) 1.195 kJ+ d) 1.195 kJ− e) 51 kJ+

8. (Ufrgs 2019) Considere a reação de hidrogenação do ciclopenteno, em fase gasosa, formando ciclopentano, e a tabela de entalpias de ligação, mostradas abaixo.

Entalpias de ligação (kJ mol⁻¹)

H H− 437

C−H 414

C−C 335

C=C 600

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Qual será o valor da entalpia da reação de hidrogenação do ciclopenteno em kJ mol?

a) 265.− b) 126.− c) 126.+ d) 265.+ e) 335.+

9. (Upf 2019) Soluções aquosas de hidróxido de magnésio são utilizadas para aliviar

indigestões e azia, ou seja, elas se comportam como um antiácido. A obtenção de hidróxido de magnésio pode ser realizada a partir da reação de magnésio metálico com a água. A equação dessa reação química e o valor da entalpia são assim representados:

(s) 2 ( ) 2(s) 2(g)

1

(s)

Mg 2 H O Mg(OH) H

H 353 kJ mol⁻ de Mg

+ → +

 = −

Essa reação é __________ e ao reagir 350 g de Mg_(s), nas mesmas condições, a energia __________, em kJ, será de __________.

Dados: Mg=24,3

Assinale a alternativa cujas informações preenchem corretamente as lacunas do enunciado.

a) endotérmica, liberada, 123.550.

b) exotérmica, absorvida, 128.634.

c) endotérmica, absorvida, 5.084.

d) exotérmica, liberada, 128.634.

e) exotérmica, liberada, 5.084.

10. (Ufrgs 2019) Duas reações químicas envolvendo o gás metano, juntamente com o seu efeito térmico, são equacionadas abaixo.

(graf ) 2(g) 4(g) I

4(g) 2(g) 2(g) 2 ( ) II

C 2 H CH H

CH 2 O CO 2 H O H

+ → 

+ → + 

Considere as seguintes afirmações a respeito das reações químicas.

I. H_I é um exemplo de entalpia de ligação.

II. H_II é um exemplo de entalpia de combustão.

III. H_II é negativo.

Quais estão corretas?

a) Apenas I.

b) Apenas II.

c) Apenas III.

d) Apenas II e III.

e) I, II e III.

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11. (Unicamp 2019) O abacateiro é originário do México e da América Central, sendo uma das plantas mais produtivas por unidade de área de cultivo. Nas diferentes variedades encontradas no Brasil, os frutos têm composição bem variada. A tabela abaixo mostra alguns atributos dos frutos de duas diferentes espécies (informações relativas a 100 g de polpa). A energia a que se refere a tabela, popularmente conhecida como conteúdo (valor) energético, corresponde à energia de metabolismo dos ingredientes presentes na polpa do abacate.

Atributo Avocado Guatemala

proteínas/g 1,1 1,8

lipídios/g 10,2 7,4

carboidratos/g 8,9 7,3

energia/kJ 544 412

(Adaptado de Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, v. 32, n. 2, p. 274-280, abr.-jun., 2012.)

a) Levando em conta a tabela, calcule os valores de energias associadas a carboidratos e a lipídios em kJ por grama, considerando que as energias correspondentes a proteínas e a carboidratos são aproximadamente iguais. Apresente seus cálculos.

b) Uma antiga receita de sabão de abacate propõe, entre outros ingredientes e procedimentos, o aquecimento da polpa da fruta na presença de soda cáustica (NaOH). Levando em conta as informações dadas, escolha um dos componentes presentes no abacate que leve à formação do produto desejado e escreva a equação química correspondente, empregando a estrutura química apropriada.

Estruturas químicas dos componentes do abacate:

12. (Unicamp 2018) Em 12 de maio de 2017 o Metrô de São Paulo trocou 240 metros de trilhos de uma de suas linhas, numa operação feita de madrugada, em apenas três horas. Na solda entre o trilho novo e o usado empregou-se uma reação química denominada térmita, que permite a obtenção de uma temperatura local de cerca de 2.000 C. A reação utilizada foi entre um óxido de ferro e o alumínio metálico.

De acordo com essas informações, uma possível equação termoquímica do processo utilizado seria

a) Fe O₂ ₃+2 A →2 Fe+A ₂O₃ ;  = +H 852 kJ mol . ⁻¹ b) FeO₃+A →Fe+A O₃ ;  = −H 852 kJ mol . ⁻¹ c) FeO₃+A →Fe+A O₃ ;  = +H 852 kJ mol . ⁻¹ d) Fe O₂ ₃+2 A →2 Fe+A ₂O₃ ;  = −H 852 kJ mol . ⁻¹

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13. (Ufsc 2018) Produtores de etanol dizem que alta de impostos reduz competitividade sobre a gasolina

A União da Indústria de Cana-de-açúcar (Unica) se manifestou em 22 de julho de 2017 contra a decisão do governo de elevar os impostos sobre combustíveis. O setor chegou a ser apontado como um dos beneficiados com a medida; entretanto, nos cálculos da Unica, a mudança tributária reduzirá a competitividade do álcool sobre a gasolina. O etanol pode ser obtido a partir da cana-de-açúcar através do processo de fermentação, que é

esquematicamente representado na figura a seguir.

O processo fermentativo segue o esquema reacional abaixo:

12 22 11 2 6 12 6 2 6 2

calor sacarose glicose/frutose etanol

C H O +H O→ 2 C H O →4 C H O 4 CO+ +47,0 kcal

Considere que o etanol hidratado é uma mistura constituída por 4% de água e 96% de etanol (em massa), cuja densidade é de 0,802 g mL (a 25 C).

Disponível em: <http://g1.globo.com/economia/noticia/produtores-de-etanol-dizem-que-alta-de- impostos-reduz-competitividade-sobre-gasolina.ghtml> e

<http://www.portaldobiogas.com/fabricacao-de-acucar-e-etanol-partir-da-cana-de-acucar/>.

[Adaptado]. Acesso em: 11 ago. 2017.

Dados: C=12; H=1; O=16.

Com base no exposto acima, é correto afirmar que:

01) em um tanque de um automóvel preenchido com 38,0 L de etanol hidratado em um dia com temperatura de 25 C, estará presente uma massa de água inferior a 1,0 kg.

02) a filtração é um processo utilizado para separar misturas homogêneas.

04) a oxidação do etanol pode produzir ácido etanoico.

08) a fermentação que resulta na produção de etanol é uma reação endotérmica.

16) na destilação fracionada, o líquido de menor ponto de ebulição é o primeiro a ser obtido no decorrer do processo de separação.

32) a fermentação de 34,2 kg de sacarose para produção de etanol resultará na liberação de 2.350 kcal de energia na forma de calor.

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14. (Ueg 2018) No gráfico a seguir, é apresentada a variação da energia durante uma reação química hipotética.

Com base no gráfico, pode-se correlacionar X, Y e Z, respectivamente, como a) intermediário da reação, energia de ativação e variação da entalpia.

b) variação da entalpia, intermediário da reação e complexo ativado.

c) complexo ativado, energia de ativação e variação de entalpia.

d) variação da entalpia, energia de ativação e complexo ativado.

e) energia de ativação, complexo ativado e variação da entalpia.

15. (Ime 2018) A reforma com vapor d’água, a temperaturas altas, é um método industrial para produção de hidrogênio a partir de metano. Calcule a entalpia de reação desse processo.

Dados:

i) Entalpias de combustão:

0 0 2(g)

0 4(g)

C(grafite) H 394 kJ mol

H H 286 kJ mol (forma águal íquida) CH H 890 kJ mol (forma água líquida)

Δ Δ Δ

= −

ii) CO_(g) + H_2(g) →C(grafite) H O+ ₂ _(g) ΔH⁰= −131kJ mol

16. (Enem 2018) O carro flex é uma realidade no Brasil. Estes veículos estão equipados com motor que tem a capacidade de funcionar com mais de um tipo de combustível. No entanto, as pessoas que têm esse tipo de veículo, na hora do abastecimento, têm sempre a dúvida: álcool ou gasolina? Para avaliar o consumo desses combustíveis, realizou-se um percurso com um veículo flex, consumindo 40 litros de gasolina e no percurso de volta utilizou-se etanol. Foi considerado o mesmo consumo de energia tanto no percurso de ida quanto no de volta.

O quadro resume alguns dados aproximados sobre esses combustíveis.

Combustível Densidade (g mL )⁻¹ Calor de combustão (kcal g⁻¹)

Etanol 0,8 −6

Gasolina 0,7 −10

O volume de etanol combustível, em litro, consumido no percurso de volta é mais próximo de a) 27.

b) 32.

c) 37.

d) 58.

e) 67.

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17. (Ita 2018) Deseja-se aquecer 586 g de água pura da temperatura ambiente até 91 C, em pressão ambiente. Utilizando um forno de micro-ondas convencional que emite radiação eletromagnética com frequência de 2,45 GHz e considerando a capacidade calorífica da água constante e igual a 4,18 J g⁻¹C ,⁻¹ assinale a alternativa que apresenta o número aproximado de fótons necessário para realizar este aquecimento.

a) 3 10 ²⁷ b) 4 10 ²⁸ c) 1 10 ²⁹ d) 5 10 ³⁰ e) 2 10 ³¹

18. (Fuvest 2018) A energia liberada na combustão do etanol de cana-de-açúcar pode ser considerada advinda da energia solar, uma vez que a primeira etapa para a produção do etanol é a fotossíntese. As transformações envolvidas na produção e no uso do etanol combustível são representadas pelas seguintes equações químicas:

2(g) 2 (g) 6 12 6(aq) 2(g)

6 12 6(aq) 2 5 ( ) 2(g)

2 5 ( ) 2(g) 2(g) 2 (g)

6 CO 6 H O C H O 6 O

C H O 2 C H OH 2 CO H 70 kJ mol

C H OH 3 O 2 CO 3 H O H 1.235 kJ mol

Δ Δ

+ → +

→ + = −

+ → + = −

Com base nessas informações, podemos afirmar que o valor de ΔH para a reação de fotossíntese é

a) 1.305 kJ mol.− b) 1.305 kJ mol.+ c) 2.400 kJ mol.+ d) 2.540 kJ mol.− e) 2.540 kJ mol.+

19. (Uem 2018) A reação de decomposição térmica do carbonato de cálcio pode ser representada por:

3(s) (s) 2(g)

CaCO →CaO +CO  =H 177 kJ mol

Dado que a entalpia de formação do CaO_(s) é de 635 kJ mol− e que a entalpia de formação do CO_2(g) é de 394 kJ mol,− assinale a(s) alternativa(s) correta(s).

Dados: Ca=40; C=12; O=16.

01) A entalpia de formação do CaCO_3(s) é de 1.206 kJ mol.−

02) A reação de formação de CaCO_3(s), a partir de CaO_(s) e de CO_2(g) é um processo endotérmico.

04) A decomposição térmica de 1kg de CaCO_3(s) absorve 1.770 kJ.

08) A decomposição térmica de 1kg de CaCO_3(s) produz 440 g de CaO_(s).

16) A entalpia de formação de qualquer composto químico tem sempre valor negativo.

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20. (Unesp 2018) A regeneração do ácido sulfúrico (H SO ) em geral não é economicamente ₂ ₄ vantajosa, mas é uma imposição das leis ambientais. Nessa regeneração, normalmente se utiliza o ácido proveniente de sínteses orgânicas, que está diluído e contaminado.

(Mariana de Mattos V. M. Souza. Processos inorgânicos, 2012. Adaptado.)

O processo de regeneração é feito em três etapas principais:

Etapa I

2 4(aq, diluído) 2(g) 2 (g) 2(g)

H SO SO H O 1O ; H 202 kJ mol

2 Δ

→ + + = +

Etapa II

2(g) 2(g) 3(g)

SO 1O SO ; H 99 kJ mol

2 Δ

+ → = −

Etapa III

3(g) 2 (g) 2 4( )

SO +H O →H SO ; reação exotérmica

a) Classifique as etapas I e II como endotérmica ou exotérmica.

b) Calcule a massa mínima de SO_3(g) que deve reagir completamente com água para obtenção de 98 g de H SO₂ _{4( )} na etapa III.

Dados: H=1; S=32; O=16.

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Gabarito:

Resposta da questão 1:

a) Representação da molécula do NC ₃ utilizando fórmula de Lewis (N com 5 elétrons de

valência e C com 7 elétrons de valência); estabilização com 8 elétrons de valência:

b) Equação balanceada para a decomposição do NC ₃ em N e ₂ C ₂: 2NC ₃ →1N + 3C₂ ₂ .

3 2 2

3

x 1 1 1

2

y y

2NC 1N + 3 C

NC N C C C

x 1 1 1 0

x 3

Nox(N) no reagente 3

N N N

y y 0

y 0

Nox(N) no produto 0

− − −

→



− − − =

= +

 + =

=

c) Cálculo da entalpia da reação de decomposição do NC ₃:

" Quebra ( )" "Forma ( )"

3 2 2

940 kJ

200 kJ 240 kJ

3

2NC 1N + 3 C

2 3 N C N N 3 C C

H 6 200 kJ 940 kJ 3 240 kJ H 460 kJ (para 2 mols de NC ) H 230 kJ (entalpia de reação de Δ

Δ Δ

+ −

⎯⎯⎯→

     

     

+  − −  − −

 

     

   

= +  − − 

= −

= − decomposição molar)

A reação é exotérmica, pois ΔH  0.

Equação química que representa a reação entre o óxido de cálcio e a água:

2

( )

2

CaO(s) + H O( )→Ca OH (aq)

Produto formado

(

Ca OH

( )

2

)

: hidróxido de cálcio.

Classificação da reação quanto ao calor envolvido: exotérmica, pois libera calor.

2

( )

2

CaO(s) + H O( )→Ca OH (aq)+ Calor

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[A]

Glicose: C H O_{6 12} _6(s).

Ácido lático: CH CH(OH)COOH₃ _(s).

De acordo com o texto do enunciado a glicose pode ser convertida em duas moléculas de ácido lático (equação global): 1C H O_{6 12} _6(s)→2 CH CH(OH)COOH₃ _(s).

Aplicando a lei de Hess às equações termoquímicas mostradas, para obter a equação global, vem:

6 12 6(s) 2(g) 2(g) 2 ( ) 1

3 (s) 2(g) 2(g) 2 ( ) 2

6 12 6(s) 2(g)

1 C H O 6 O 6 CO 6 H O H 2.800 kJ (manter)

1 CH CH(OH)COOH 3 O 3 CO 3 H O H 1.344 kJ ( 2; inverter )

1 C H O 6 O

+ → +  = −

+ → +  = − 

+ → 6 CO_2(g) + 6 H O₂ _{( )} ₁

2(g)

H 2.800 kJ 6 CO

 = −

2 ( )

6 H O

+ →2CH CH(OH)COOH₃ _(s)+ 6 O_2(g) ₂

Global

6 12 6(s) 3 (s) 1 2

1 2

H 2.688 kJ

1 C H O 2 CH CH(OH)COOH H H H

H H H

H 2.800 kJ 2.688 kJ H 112 kJ

Δ Δ

 = +

⎯⎯⎯⎯→ =  + 

=  + 

= +

= −

O processo libera 112 kJ por mol de glicose.

[A]

No processo de cristalização ocorre diminuição de entropia

( )

^S (aumento da ordem), ou seja, S 0.

Δ 

1 1

T 27 273 300 K G 64 kcal mol H 164 kcal mol

G H T S

64 kcal mol 164 kcal mol 300 K S 64 kcal mol 164 kcal mol

S 300 K

S 1kcal mol K 3

Δ Δ

Δ Δ Δ

Δ Δ

Δ

−

− −

= + =

= − 

= − 

−  = −  − 

−  + 

= −

= −  

Uma transição de um processo espontâneo ( )− para não-espontâneo ( )+ ocorrerá quando a variação da energia livre de Gibbs for igual a zero.

(12)

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1

1 1

G H T S

G 0

0 H T S

T S H

T H S

164 kcal mol

T 1

kcal mol K 3

T 492 K

Δ Δ Δ

Δ

Δ Δ

Δ Δ Δ Δ

−

− −

= − 

=

= − 

 =

=

− 

=−   

=

[B]

4

2 4

1 CH

2

1 H O

4(g) 2(g) 2(g) 2 ( )

CH 1 12 4 1 16

M 16 g mol

H O 2 1 1 16 18

M 18 g mol

1 CH 2 O 1 CO 2 H O

16 g

−

=  +  =

= 

=  +  =

= 

+ → +

CH4

2 18 g m



CH4

54 g 16 g 54 g

m 24 g

2 18 g

=  =



[E]

[I] Correta. O agente oxidante dessa reação é o O , pois o oxigênio sofre redução ₂

(

⁰^{→ −}^{2 .}

)

^.

[II] Incorreta. O coeficiente estequiométrico da água, após o balanceamento da equação, é 3.

2 5 2 2 2

1C H OH 3 O+ ⎯⎯→2 CO +3 H O

[III] Correta. Considerando a densidade do etanol 0,8 g mL (25 C; 1 atm), a combustão completa de 1.150 mL desse composto libera aproximadamente 27.360 kJ.

1mL 0,8 g C H OH

(

2 5

)

1.150 mL

2 5 2 5

2 5

C H OH C H OH

2 5

1 C H OH

2 5 2 2 2

m

m 920 g

C H OH 2 12 6 1 1 16 46

M 46 g mol

1 C H OH 3 O 2 CO 3 H O H 1.368 kJ mol 46 g

Δ

−

=

=  +  +  =

= 

+ ⎯⎯→ + = −

1.368 kJ liberados

920 g E

920 g 1.368 kJ

E 27.360 kJ

46 g

=  =

[IV] Incorreta. A quantidade de calor liberada na combustão de 1 mol de etanol é de 1.368 kJ.

(13)

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( ) ( ) ( )

( ) ( )  

2 5 2 2 2

0 kJ 2 394 kJ 3 286 kJ

1 278 kJ

Pr odutos Re agentes

1 C H OH 3 O 2 CO 3 H O

H H H

H 2 394 kJ 3 286 kJ 278 kJ 0 kJ H 1.368 kJ

Δ Δ Δ

 −  −

 −

+ ⎯⎯→ +

= −

 

=  − +  − − − +

= −

[E]

De acordo com a lei de Hess, vem:

1 2 3 (total)

o o o o o

H H H H

H 788 kJ 572 kJ 1411 kJ H 788 kJ 572 kJ 1411 kJ

H 1360 kJ 1411 kJ H 1411 kJ 1360 kJ H 51 kJ

Δ Δ Δ Δ

Δ Δ Δ Δ Δ

+ + =

+ − + + = +

+ + = +

+ = +

= + −

= +

[B]

A entalpia de reação de hidrogenação é calculada somando-se todas as entalpias de ligação dos reagentes (que são positivas) com todas as entalpias de ligação dos produtos (que são negativas).

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) ( )

   

H 4 C C 1 C C 8 C H 1 H H 5 C C 10 C H

H 4 335 kJ 1 600 kJ 8 414 kJ 437 kJ 5 335 kJ 10 414 kJ

H 1.340 kJ 600 kJ 3.312 kJ 437 kJ 1.675 kJ 4.140 kJ H 5.689 kJ 5.815 kJ 126 kJ mol

Δ Δ Δ Δ

   

=  − +  = +  − +  −  +  − +  − 

   

=  + +  + +  + +  +  − +  − 

= + + + + + − −

= + − = −

(14)

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[E]

−

=

= 

 = −

  

+ → +  = −

1 Mg

1

(s) 2 ( ) 2(s) 2(g) (s)

Mg 24,3

M 24,3 g mol H 353 kJ mol

H 0 Re ação exotérmica

1Mg 2 H O 1Mg(OH) 1H H 353 kJ mol de Mg

24,3 g 353 kJ liberados

350 g

= 

=

liberada liberada

E 350 g 353 kJ

E 24,3 g

E 5.084,36 kJ

E 5.084 kJ

[D]

[I] Incorreta. H_I é um exemplo de entalpia de formação, ou seja, substâncias simples reagem e formam um mol de uma substância composta.

+ → 

(graf ) 2(g) 4(g) I

1C 2 H 1CH H (entalpia de formação)

[II] Correta. H_II é um exemplo de entalpia de combustão, ou seja, um mol de uma substância sofre combustão na presença de gás oxigênio e ocorre liberação de energia.

+ → + ( ) 

4(g) 2(g) 2(g) 2 II

1CH 2 O 1CO 2 H O H (entalpia de combustão)

[III] Correta. H_II é negativo, pois a combustão é uma reação exotérmica, ou seja, libera energia.

+ → + ( )  

4(g) 2(g) 2(g) 2 II

1CH 2 O 1CO 2 H O H 0

a) Cálculo dos valores de energias associadas a carboidratos e a lipídios em kJ por grama para Avocado:

proteínas carboidratos

E E E

1 g

= =

E

1,1 g metabolismo (proteínas) metabolismo (proteínas)

E

E =1,1 E kJ

(15)

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1 g E

8,9 g metabolismo (carboidratos) metabolismo (carboidratos)

E

E =8,9 E kJ

1 g E '

10,2 g metabolismo (lipídios) metabolismo (lipídios)

E

E =10,2 E ' kJ

( )

metabolismo (proteínas) metabolismo (carboidratos) metabolismo (lipídios)

E E E 544 kJ

1,1 E 8,9 E 10,2 E ' 544 (I)

+ + =

 +  +  =

Cálculo dos valores de energias associadas a carboidratos e a lipídios em kJ por grama para Guatemala:

proteínas carboidratos

E E E

1 g

= =

E

1,8 g metabolismo (proteínas) metabolismo (proteínas)

E

E =1,8 E kJ

1 g E

7,3 g metabolismo (carboidratos) metabolismo (carboidratos)

E

E =7,3 E kJ

1 g E'

7,4 g metabolismo (lipídios) metabolismo (lipídios)

E

E =7,4 E' kJ

( )

metabolismo (proteínas) metabolismo (carboidratos) metabolismo (lipídios)

E E E 544 kJ

1,8 E 7,3 E 7,4 E ' 412 (II)

+ + =

 +  +  =

A partir das equações (I) e (II) resolve-se o seguinte sistema:

( )

1,1 E 8,9 E 10,2 E' 544 1,8 E 7,3 E 7,4 E' 412

10 E 10,2 E' 544 0,91 9,1E 9,282 E' 495,04 (primeira linha) 9,1E 7,4 E' 412 (segunda linha)

  +  +  =



 +  +  =



 +  =   + =



+  =



Subtraindo a primeira linha da segunda linha, vem:

1,882E' 83,04

E' 44,1kJ g (carboidratos)

=

Substituindo na segunda linha, vem:

9,1E 7,4 44,1 412 E 9,4 kJ g (lipídios)

+  =

=

b) O componente que leva a formação do sabão é o triéster, numa reação de saponificação:

(16)

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[D]

Trata-se de uma reação aluminotérmica na qual o alumínio é oxidado por outro metal.

Esta reação é exotérmica ( HΔ 0) e libera muito calor.

1

2 3 2 3

1Fe O +2 A →2 Fe 1 A+ O  = −H 852 kJ mol ⁻ Resposta da questão 13:

04 + 16 = 20.

[01] Incorreta. Em um tanque de um automóvel preenchido com 38,0 L de etanol hidratado em um dia com temperatura de 25 C, estará presente uma massa de água inferior a 1,0 kg.

0,802 g mL 802 g L 1L

=

802 g

38,0 L m

m 30.476 g 30.476 g

=

água

100%

m

água água água

4%

30.476 g 4%

m 100%

m 1.219,04 g

m 1,2 kg (sup erior a 1,0 kg)

= 

=



[02] Incorreta. A filtração é um processo utilizado para separar misturas heterogêneas.

[04] Correta. A oxidação do etanol pode produzir ácido etanoico.

[08] Incorreta. A fermentação que resulta na produção de etanol é uma reação exotérmica, pois libera calor.

+ → → + +

12 22 11 2 6 12 6 2 6 2

calor liberado sacarose glicose/frutose etanol

C H O H O 2 C H O 4 C H O 4 CO 47,0 kcal

[16] Correta. Na destilação fracionada, o líquido de menor ponto de ebulição é o primeiro a ser obtido no decorrer do processo de separação, pois é mais volátil.

(17)

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[32] Incorreta. A fermentação de 34,2 kg de sacarose para produção de etanol resultará na liberação de 4.700 kcal de energia na forma de calor.

12 22 11

12 22 11 2 6 12 6 2 6 2

calor sacarose glicose/frutose etanol

34,2 kg 34.200 g

C H O 12 12 22 1 11 16 342

C H O H O 2 C H O 4 C H O 4 CO 47,0 kcal 342 g

=

=  +  +  =

+ → → + +

47,0 kcal liberados

34.200 g E

34.200 g 47,0 kcal

E 342 g

E 4.700 kcal

= 

=

[D]

gr 2 2

2 12 2 2

4 2 2 2

(g) 2(g) gr 2 (g)

Global

4 2 (g) Re forma 2(g) (g)

C O CO H 394 kJ (inverter)

H O H O H 286 kJ ( 2; inverter)

CH 2 O 1 CO 2 H O H 890 kJ (manter)

CO H C H O H 131kJ (inverter)

1 CH 1H O 3H 1 CO H ?

Δ Δ

Δ

+ ⎯⎯→ = −

+ ⎯⎯→ = − 

+ ⎯⎯→ + = −

+ ⎯⎯⎯⎯⎯→ + =

(18)

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( )

2 gr 2 1

2 2 12 2 2

4 2 2 2 3

gr 2 (g) (g) 2(g) 4

CO C O H 394kJ

H O H O H 2 286 kJ

CH 2 O 1 CO 2 H O H 890 kJ

C H O CO H H 131 kJ

Δ Δ Δ Δ

⎯⎯→ + = +

⎯⎯→ + =  +

+ ⎯⎯→ + = −

+ ⎯⎯→ + = +

( )

Global

4 2 (g) Re forma 2(g) (g) 1 2 3 4

1 2 3 4

572 kJ

1 CH 1H O 3 H 1 CO H H H H H

H H H H H

H 394 kJ 2 286 kJ ( 890 kJ) 131 kJ H 207 kJ

Δ Δ Δ Δ Δ

Δ

+ ⎯⎯⎯⎯⎯→ + = + + +

= + + +

= + +  + + − +

= +

[D]

Para o percurso no qual foi utilizada a gasolina, vem:

gasolina

d 0,7 g mL 700 g L

1L

= =

700 g de gasolina 40 L

( )

gasolina utilizado no percurso

40 700 g de gasolina

m 28.000 g

Calor de combustão da gasolina 10 kcal g

Energia (gasolina) 28.000 10 kcal 280.000 kcal



=

= −

=  − = −

Considerando-se a mesma liberação de energia pelo etanol, vem:

Energia (etanol) 280.000 kcal

Calor de combustão do e tanol 6 kcal g 1 g de etanol

= −

e tanol

6 kcal m

−

( )

etanol

etanol etanol

280.000 kcal 1 g 280.000 kcal

m 6 kcal

280.000

m g

6

d 0,8 g mL 800 g L 1L

−

=  −

−

 

=  

= =

etanol

800 g de etanol V

etanol etanol

280.000

de etanol 6

280.000

1L 6

V 800

V 58,33 L 58 L

 

 

 

 

  

 

=

= 

[C]

(19)

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–1 –1 ambiente

–l –1

9

34 2 1 34 2 2 34 1

1

T 25 C; T 91 C; m 586 g; c 4,18 J g C

Q m c T

Q 586 g 4,18 J g C (91 C 25 C) Q 161.665,68 J

f 2,45 GHz 2,45 10 Hz

h 6,626 10 m kg s 6,626 10 m kg s 6,626 10 J Hz

s

− − − − − −

−

=  =  = = 

=   

=     − 

=

= = 

=    =    =  

Número de fótons =n Energia radiante =  n h f Energia radiante =Q

34 1 9

25 29

n h f Q n Q

h f

161.665,68 J n

6,626 10 J Hz 2,45 10 Hz n 9.958,6 10 fótons

n 1 10 fótons

− −

  =

= 

=    

= 

 

[E]

Aplicando a lei de Hess, vem:

2(g) 2 (g) 6 12 6(aq) 2(g)

6 12 6(aq) 2 5 ( ) 2(g)

2 5 ( ) 2(g) 2(g) 2 (g)

2 5 ( ) 2(g) 6 12 6(aq) 1

6 CO 6 H O C H O 6 O (Global)

C H O 2 C H OH 2 CO H 70 kJ mol (inverter)

C H OH 3 O 2 CO 3 H O H 1.235 kJ mol (multiplicar por 2 e inverter)

2 C H OH 2 CO C H O H

Δ Δ

Δ

+ → +

→ + = −

+ → + = −

+ → = +

( )

2(g) 2 (g) 2 5 ( ) 2(g) 2

2.470 Global

2(g) 2 (g) 6 12 6(aq) 2(g) 1 2

1 2

70 kJ mol

4 CO 6 H O 2 C H OH 6 O H 2 1.235 kJ mol

6 CO 6 H O C H O 6 O H H H

H H H

H 70 2.470 kJ H 2.540 kJ

Δ

Δ Δ Δ

Δ Δ

+

+ → + = +

+ ⎯⎯⎯⎯→ + = +

= +

= + +

= +

01 + 04 = 05.

[01] Correta. A entalpia de formação do CaCO_3(s) é de 1.206 kJ mol.−

( )

CaCO3

3 3

3

3(s) (s) 2(g)

H 635 kJ 394 kJ

produtos reagentes

CaCO CaCO

CaCO

CaCO CaO CO H 177 kJ mol

H H H

177 kJ 635 kJ 394 kJ H

H 177 635 394 kJ

H 1.206 kJ

Δ

− −

→ +  = +

= −

 

+ = − + − −

= − − −

= −

(20)

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[02] Incorreta. A reação de formação de CaCO_3(s), a partir de CaO_(s) e de CO_2(g) é um processo exotérmico.

Endotérmico

H 0

3(s) (s) 2(g)

Exotérmico

H 0

(s) 2(g) 3(s)

CaO CO CaCO H 177 kJ mol

Δ Δ





⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ +  = +

⎯⎯⎯⎯⎯⎯

+ ⎯⎯→  = −

[04] Correta. A decomposição térmica de 1kg 1.000 g

( )

de CaCO_3(s) absorve 1.770 kJ.

3 3 CaCO

3(s) (s) 2(g)

CaCO 40 12 3 16 100

M 100 g

100 g

= + +  =

=

→ +  = +

177 kJ absosrvidos

1.000 g 10

1.770 kJ absosrvidos

  



[08] Incorreta. A decomposição térmica de 1kg 1.000 g

( )

de CaCO_3(s) produz 560 g de CaO(s).

3 3

CaCO CaO

3(s) (s) 2(g)

CaCO 40 12 3 16 100; CaO 40 16 56.

M 100 g; M 56 g.

100 g

= + +  = = + =

= =

⎯⎯→ +  = +

56 g

1.000 g 10

560 g

 



[16] Incorreta. A entalpia de formação dos compostos químicos pode ter valor positivo ou negativo.

a) Etapa I: endotérmica, pois a variação de entalpia

( )

^Δ^H é positiva (ocorre absorção de

calor).

2 4(aq, diluído) 2(g) 2 (g) 2(g)

H SO 202 kJ SO H O 1O

+ ⎯⎯→ + +2

Etapa II: exotérmica, pois a variação de entalpia

( )

^Δ^H é negativa (ocorre liberação de calor).

2(g) 2(g) 3(g)

SO 1O SO 99 kJ

+2 ⎯⎯→ +

b) A massa mínima de SO_3(g) que deve reagir completamente com água é de 80 g.

3

2 4 3 SO

2 4

H SO

3(g) 2 (g) 2 4( )

SO 32 3 16 80

M 80 g mol

H SO 2 1 1 32 4 16 98

M 98 g mol

1 SO 1H O 1 H SO

80 g

= +  =

=

=  +  +  =

=

+ ⎯⎯→

98 g